JPS63112053A - 金属繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属または合釡（以下金属と総称する。）を融
体急冷法によって複数本同時に製造する方法において、
各車−の繊維（本発明においては狭幅リボンを含むもの
とし、以下繊維と総称する。）を個別に捲取るための方
法に関するものである。

（従来の技術） 金属の繊維を融体から急冷して製造する方法として第２
図のような複数個の開口部を有するノズルを通して融体
を、第３図に示すように回転する冷却基板上に噴出・衝
突させ、扁平な繊維をつくる方法がある。

金属の繊維を有機貰分子材の補強材や、織物にして利用
しようとするとき、繊維は一つの捲取りボビンに一本ず
つ巻いた状態で回収される必要がある。ところが融体急
冷法の場合繊維の製造速度は周速２５〜３５ｍ／ｓｅｃ
の高速度で回転し、しかも鋳造の初期において速度を遅
くすることはできない。特に非晶質金属の繊維をつくる
場合、冷却体の回転速度が遅すぎると冷却速度が小さく
なり非晶質とならない場合が多い。−非晶質でない場合
、繊維は脆くなり途中で切れて連続的に捲取ることがで
きなくなる。従って、初期の回転速度を遅くするか途中
で止めてボビンに巻きつける工程を取ることが出来なか
った。このため長い金属繊維を連続的に捲取ろうとする
場合、それ自身が互いにからみ合わないように工夫して
、鋳造後にオフラインでボビンに捲取る方法が採用され
ていた（例えば特開昭５５−１１５５５５号公報参照）
。しかしノズル孔が細＜（０，２〜０．６　＊ｍφ）ノ
ズル孔の数が少ない場合鋳造時間が長くなるため、ノズ
ルの閉塞や変形を生じて、品質の一定した繊維の製造は
きわめて困難で量産化の隘路となっていた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は融体急冷法によって金属の繊維を製造する方法
において、複数の開口部を有するノズルを用い、同時に
複数本の繊維を鋳造するとともに繊維同志がからみ合う
ことなく能率よく捲取ることのできる新規な方法を提供
することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の融体急冷法で作製される、金属繊維は０．１〜
６．８ｆｌの幅で金属の溶湯を第１図に示すような開口
部を有するノズルを通して冷却基板に噴出して冷却する
ことによって作製する。本発明に用いるノズルの特徴は
開口部が円又は楕円あるいは矩形でその数は２個以上有
することを特徴とする。

また、開口部は基板の移動方向にほぼ直角に配列される
が１列もしくは２列以上である。２列以上の場合、移動
方向に定常状態で重なり合わないように配設することが
必要である。ただし幅方向に測った開口部間の距離は大
き過ぎては本発明の目的を達成できない。すなわち、鋳
造条件の変更、具体的には、噴出圧力の強化あるいはノ
ズルと基板の間隔の拡大によって繊維が互いに重なり合
う程度に接近していることが本発明に用いるノズルの必
須条件である。

以下、具体的に本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明に用いられるノズル底面の開口部の配列
の代表例を３例示す。

第１図（ａｌは矩形のスリット状開口部をくし形に並設
したもので、スリット状開口部の長さをβ、幅をｄ、開
口部間の間隔をａとしたとき図はｌ〉ｄを示したが、ｌ
＜ｄ又はｌ＝ｄであってもよい。

ただし開口部の間隔ａはａ＜ｄでなければならない。ス
リット状開口部の幅ｄの具体的数値は要求される繊維（
ないし狭幅リボン）の幅に応じて決められる。通常は０
．１〜６．８１ｍの範囲が好ましい。

βは繊維の厚みに関係するパラメータである。実験の結
果は０．３〜１０．０　ｍｍが良好で、この範囲を越え
ると形状のよい繊維が形成されなかった。ａの寸法は本
発明において本質的である。噴出圧力を太き（すること
によって各開口部から噴出した溶湯が一体化して幅Ｗの
リボンを形成することが可能な程度に小さいことが必要
である。一方噴出圧力を下げたとき各開口部から噴出し
た溶湯は独立した繊維を形成することが出来る程度にａ
は大きくなければならない。ａの具体的数値は開口部の
大きさや鋳造パラメータ（噴出圧力やノズルと基板の間
隔など）の取り得る範囲にも依存するので−概には決定
できないが、本発明者らの経験によれば、Ｑ、３　ｔａ
　＜　ａ　＜　２．０　ｍｍ、好ましくは０．５　ｍｍ
＜　ａ　＜　１．５　ｘ＊の範囲であった。

第１図（ｂｌ、　（Ｃ１についても寸法ｄ、ａの寸法に
ついては（ａ）の技術的思想がそのまま適用される。す
なわち、第１図（ｂ）の直径ｄ、（Ｃ１のｄは要求され
る繊維の幅に応じて決められるものであるが、（ｂ）に
おいては通常０．１〜３１璽、（Ｃ）においてはｄおよ
びｌともに０．１〜６．８１１１の範囲にあることが好
ましい。第１図（Ｃ）ではｌ＞ｄの例を示したが、１＜
ｄの場合があることは云うまでもない。ａの寸法につい
ては第１図（ａｌで述べた議論がそのまま当てはまる。

開口部の間隔は鋳造条件によって溶湯を一体化させるこ
とが出来る程接近しているが、また別の鋳造条件では分
離した繊維が複数本形成されるだけの距離にはなれてい
る必要がある。ａに関する具体的数値は第１図（ａｌの
くし形ノズルに準じて０．３ｆｌ〈ａ〈２．０削、好ま
しくは０．５ｍ＜ａ＜１．５ｆｌとする。

上記配列および寸法条件を満たすノズルを用いて鋳造条
件をコントロールすることにより、同−鋳造中に、多数
本の繊維、あるいは幅広のリボンを自在につくることが
できる。

本発明は複数本の金属繊維のからみ合いを防止し個別に
回収することを目的とするもので、上記の方法を、鋳造
の初期および終期に噴出圧力を高めて繊維を一体化し、
途中の定常状態では噴出圧力を低目に保持することによ
り分離した複数本の繊維とすることにより、インライン
での連続捲取り、あるいはオフラインでの分別捲取りを
可能にする。

本発明の方法によって作製される製品の形状を模式的に
示すと第４図のようである。

（実施例） 次に実施例をあげて説明する。

実施例１ 第１図（ａ）に示したようなくし形量口部を有するノズ
ルを用いて、非晶質の繊維をつくる実験を行なった。合
金の組成はＰｅ１ｌｏ、５Ｓｉ６．ｓＢ＋ｚＣ＋　（ａ
ｔ％）で溶解量は７５０ｇ、装置は第３図に示したよう
なＣｕ合金製の単ロール（直径約６００＋ａｍ）方式で
ある。

ノズルの詳細はｌ　＝　２　鶴、ｄ＝０．４５１ｍ、ａ
＝０．６Ｒ寸法のスリットで、その本数は２４本であっ
た。前記合金を１３００℃で溶解した後、初期の鋳造条
件をノズルとロールのギャップ０．２ｆｌ。

噴出圧Ｑ、２５　ｋｇ　／　ｍ２、ロール周速８００ｒ
ｐｍで開始し、０．５秒後に噴出圧のみを０．１８　ｋ
ｇ／ａｍ”に低減した。この状態を継続した後、溶湯が
残り少なくなった時を見計って噴出圧を再び０．２５ｋ
ｇ／ｍｍ”に高めた。この実験で製造されたリボンは、
圧力を高めた両端それぞれ約１０ｍは幅方向につながっ
た幅広リボン（２５ｍ）となったが、圧力を低下させた
部分は幅が０．４５　ｍｍでスリットの本数に等しい数
（２４本）の繊維となった。繊維を捲取るために端部（
幅広部）を切断し、第５図に示すような繊維の本数に見
合う数のボビンを有する捲取機で捲取った。

実施例２ 実施例１と同一装置、同一ノズルを用いて、同一成分の
合金をほぼ同一の鋳造条件で鋳造した。

ただし第６図に示したように捲取装置を設置し、端部の
幅広部および主要部の複数本数（２４本）の繊維部を鋳
造中に椅取った。全体の捲取が終了した後、実施例１と
同様に幅広部を切断して繊維部を第５図に示した装置に
よって捲戻し、繊維の本数と同一数の捲取用のボビンに
捲取った。

（発明の効果） 以上説明したように、鋳造の初期から分離した多数本の
金属繊維を製造すると、互いにからみ合い１本ずつの回
収がきわめて困難となる。この問題点を解決するために
本発明では鋳造の両端で繊維を一体化することにより、
からみ合いを防ぐことができ、捲戻し中に繊維同志がか
らみ合う従来からの問題点が解消した。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）はそれぞれ金属
繊維を同時に多数本製造するために用いられるノズル開
口部の例を示す説明図、第２図は従来から採用されてい
る金属繊維を作る多孔ノズルの例を示す説明図、第３図
は本発明でも使用される一般的な単ロール法を示す説明
図、第４図は本発明の方法によって作製された端部が一
体化した繊維の例を示す模式図、第５図は複数本数の金
属を同時に捲戻すための装置の模式図、第６図は本発明
の一例である鋳造と繊維捲取りを同時に行うための装置
の模式図である。 １：開口部、２：るつぼ、３：金属溶湯、４：冷却基板
、５：急冷形成物、６：一体化部、７：金属繊維または
狭幅リボン、８：空隙、９：捲取ボビンまたはリール、
１０：モーター、１１：ノズル投影図。 第１図 （（１）　　　　　　　（ｂ）（ｃ） 第２図 第３図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶融状態にある金属あるいは合金を、多数の開口
   部を有するノズルから回転する冷却基板上に噴出させて
   急冷し、金属あるいは合金の繊維を製造する方法におい
   て、冷却基板の移動方向にほぼ直角方向に複数個の開口
   部を有するノズルを所定の間隔で冷却基板に対向させ、
   鋳造初期には溶湯に強い圧力を加えることにより、各開
   口部から冷却基板上に噴出した溶湯に幅広がりを生じさ
   せて一体化させ、直ちに溶湯に加える圧力を低減させ、
   各開口部から噴出した溶湯がそれぞれ単独で冷却基板上
   で急冷凝固して繊維を形成するようにし、さらに鋳造末
   期に溶湯に加える圧力を再び高め冷却基板上に噴出した
   溶湯に幅広がりを生じさせて一体化するとともに、先端
   の一体部を切除した後、各繊維をそれぞれ各別に捲取機
   構に捲取りさらに捲取終了時に後端の一体部を切除する
   ことを特徴とする金属繊維の製造方法。
2. （２）ノズルの開口部が直径０．２〜３．０ｍｍの円形
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金
   属繊維の製造方法。
3. （３）ノズルの開口部が冷却基板の移動方向に測って０
   ．３〜１０．０ｍｍ、直角方向に測って０．３〜６．８
   ｍｍの長方形ないし楕円であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の金属繊維の製造方法。
4. （４）ノズルの開口部の隣り合うエッジ部の最短距離が
   ０．３〜２．０ｍｍであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の金属繊維の製造方法。
5. （５）ノズルの開口部を千鳥状に配設したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の金属繊維の製造方法。
6. （６）鋳造の先端部および後端部における一体化のため
   の圧力変化をノズルと冷却基板との距離の変化により行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属繊
   維の製造方法。